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自带毒气的奇特星际彗星:富含一氧化碳冰

科普小知识2021-07-31 03:19:39
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博里索夫彗星(2I/博里索夫)是太阳系外的一颗星际彗星。观察表明,这颗彗星被有毒气体云包围,有毒气体云是在已知的最冷环境中形成的。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究人员认为,博里索夫彗星可能是在它的起源——克鲁格60星系之外形成的。这个地区的温度可能低到惊人的零下251摄氏度,足以冻结一氧化碳。

美国国家航空航天局的科学家称,博里索夫彗星的彗差超过100,000公里,即围绕在彗星核周围的模糊云,其中含有水和异常丰富的一氧化碳。当彗星穿越宇宙时,星际空间的低温将使其化学物质保存数百万甚至数十亿年。

当博里索夫彗星到达离太阳约3亿公里的地方时,温度的上升最终会导致冰的蒸发,彗发会缩小。

据估计,博里索夫彗星的一氧化碳含量是太阳系彗星平均含量的26倍。美国宇航局的研究人员表示,这意味着挥发性化合物很可能在彗星诞生的低温下被冻结在核心中。“这是我们第一次从太阳系之外观察到彗星,”美国宇航局戈达德太空飞行中心的马丁·科迪纳博士说。"它与我们以前见过的大多数彗星明显不同。"

彗星大部分时间都远离恒星。与行星不同,由于温度低,它们的内部组成几乎不随时间变化。这一新发现发表在最近的《自然天文学》杂志上,可能为包括太阳系在内的恒星系统的演化提供新的线索。

研究人员基于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列望远镜捕捉到了博里索夫彗星留下的气体轨迹图像。他们检测到了正常数量的氰化氢(HCN),另一种在彗星中发现的分子,但是一氧化碳的读数让天文学家感到惊讶。

该研究的作者之一斯蒂芬妮·米伦博士说,这颗彗星一定是由一种“富含一氧化碳的冰”物质形成的,这种物质只存在于宇宙的最低温度下。

博里索夫彗星的彗核宽超过0.7公里,彗尾长近16万公里,相当于地球周长的14倍。先前的研究表明,这颗彗星来自一个名为克鲁格60的双星系统,离地球大约13光年。

科学家推测,鲍里索夫彗星可能是由于与原恒星系统中的一颗行星发生了近距离碰撞而被抛入星际空间的。该研究的作者之一,国家无线电天文台的安东尼·雷米扬博士说,阿尔玛望远镜正在改变我们对彗星的性质和组成的理解。他说:“因为阿尔玛对亚毫米波的敏感度已经达到了前所未有的水平,所以我们可以描述这个独特的天体释放出的气体的特征。”

一氧化碳是太空中最常见的分子之一。大多数彗星都含有一氧化碳,但是不同彗星的一氧化碳含量不同。这可能与彗星在太阳系形成的位置有关,或者与彗星的轨道有关。随着它们越来越靠近太阳,更多的冰会蒸发。

科迪纳博士说:“如果我们观察到的气体反映了鲍里索夫彗星诞生地的成分,那么它表明它可能是在一个遥远的行星系统的外部区域,在一个极其寒冷的环境中以不同于太阳系彗星的方式形成的。”

我们可以将这个外围区域与太阳系中的柯伊伯带进行比较。柯伊伯带位于太阳系海王星轨道的外侧。它被认为是太阳系的尽头,被冰冻的小行星所覆盖。

由于没有直接的观测证据,研究小组只能推测形成鲍里索夫彗星的行星系统中的恒星类型。科迪纳博士说:“阿尔玛望远镜观测到的大多数原行星盘都被年轻的低质量恒星所包围,比如太阳。这些圆盘中的许多都远远超出了我们认为的彗星形成区域,并且包含了大量极冷的气体和尘埃。鲍里索夫彗星可能来自这些更大的原行星盘中的一个。

当鲍里索夫彗星穿过太阳系时,它的速度达到了每秒32公里,这表明它被一颗经过的恒星或巨型行星“踢出”了原来的行星系统。此后,博里索夫彗星独自在寒冷的星际空间飞行了数百万或数十亿年,直到2019年8月30日被克里米亚望远镜制造商和业余天文学家根纳迪·博里索夫意外发现。

博里索夫彗星也是继2017年Oumuamua发现后太阳系中发现的第二个星际物体。当奥罗莫在2017年被发现时,它已经逐渐消失,所以科学家很难获得更多的细节。它是一颗彗星、一颗小行星还是任何其他物体还没有确定。

在博里索夫彗星周围,科学家们发现了活跃的气体和尘埃,使它成为第一颗被证实的星际彗星。根据美国宇航局的研究小组,在观察其他彗星之前,很难简单地解释鲍里索夫彗星的不寻常的物质组成,这带来了更多的问题而不是答案。

“博里索夫彗星是我们第一次看到形成另一个行星系统的化学物质,”米尔拉姆博士说。“但只有当我们能够将这个天体与其他星际彗星进行比较时,我们才能知道这是否是一个特例,或者是否每个星际天体都有异常高的一氧化碳含量。”

另一个研究小组也在《自然-天文学》杂志上发表了一篇论文。根据哈勃太空望远镜的观测结果,博里索夫彗星的一氧化碳含量是水的0.7至1.7倍,这使它更加独特。

鲍里索夫彗星简介

博里索夫彗星(2I/博里索夫)是太阳系外的一颗彗星。根据现有的估计,它的核心直径约为1.4至6.6公里。

这颗彗星是2019年8月30日由克里米亚玛戈天文台的业余天文学家根纳迪·博里索夫发现的。它在2019年12月8日离太阳最近(进入近日点),但不会接近太阳系中的任何行星。之后,彗星将离开太阳系,飞向望远镜星座。

根据波兰研究人员的说法,博里索夫彗星可能起源于双重红矮星系统“克鲁格60”。这颗彗星是第二个被发现的星际物体。第一个是2017年10月19日探测到的雪茄状物体奥尔莫(1I/' Oumamua)。(任天)